题目内容

【题目】实验室用图示装置制备KC1O溶液,再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备髙效净水剂K2FeO4。

<査阅资料>O2与KOH溶液在20℃以下反应生成KC1O,在较高温度下则生成KC1O3;K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。

(1)仪器a的名称是___________;装置A中反应的离子方程式为___________________。

装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是_______________。

(2)装置B吸收的气体是___________,装置D的作用是____________________。

(3)C中得到足量KC1O后,将三颈烧瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),该反应的离子方程式为________________。再加入饱和KOH溶液,冷却至0℃~5℃析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。

(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KC1等杂质,其提纯步骤为:

①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/LKOH溶液中。

②过滤。

③____________________。

④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次,

⑤在真空干燥箱中干燥。

(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.2200 g于烧杯中,加入强碱性NaCr(OH)溶液,反应后再加稀H2SO4调节溶液呈强酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为:

Cr(OH)4-+FeO42- =Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-

2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

则该K2FeO4样品的纯度为_________________。

【答案】 分液漏斗 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 防止Cl2与KOH反应生成KC1O3 HC1 吸收Cl2,防止污染空气 3C1O-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液 90.00%

【解析】(1)根据装置图可知仪器a的名称是分液漏斗;装置A中浓盐酸和二氧化锰混合加热得氯气,发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3,所以冰水浴的目的是防止Cl2与KOH反应生成KClO3;

(2)气中有氯化氢需要除去,氯气有毒,需要进行尾气吸收,所以装置B吸收的气体是HCl,装置D的作用是吸收Cl2,防止污染空气;

(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,发生氧化还原反应生成K2FeO4、KCl和水等,反应的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O,
故答案为:3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液,所以提纯K2FeO4粗产品时可以①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol/LKOH溶液中,②过滤,③将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次,⑤在真空干燥箱中干燥;

(5)根据反应Cr(OH)4-+FeO42-═Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,可得关系式2FeO42-~Cr2O72-~6Fe2+,根据题意可知,(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.03L×0.01000mol/L=0.0003mol,所以高铁酸钾的质量为0.0003mol××=0.198g,所以K2FeO4样品的纯度为×100%=90%。

练习册系列答案
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请回答下列问题:

(1)写出实验流程中下列物质的化学式:试剂X_______。

(2)证明AgNO3溶液加过量的实验方是_____________________________________________ 。(3)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有__________(填化学式)杂质;为了解决这个问题,可以向溶液3中加入适量的___________(填化学式),之后若要获得固体NaNO3需进行的实验操作是___________(填操作名称)。

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D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正

E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;

F.从分液漏斗上口倒出上层液体;

G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准;

H.静置、分层。

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C. 达到新平衡后体系的压强不变 D. 容器中 CH3OCH3 的体积分数减小

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